1 跳频图案的产生
什么是跳频图案
为了不让敌方知道我们通信使用的频率，需要经常改变载波频率，即“打一枪换一个地方”似地对载波频率进行跳变，跳频通信中载波频率改变的规律，叫作跳频图案。
通常我们希望频率跳变的规律不被敌方所识破，所以需要随机地改变以至无规律可循才好。但是若真的无规律可循的话，通信的双方(或友军)也将失去联系而不能建立通信。因此，常采用伪随机改变的跳频图案。
只有通信的双方才知道此跳频图案，而对敌方则是绝对的机密。所谓“伪随机”，就是“假”的随机，其实是有规律性可循的，但当敌方不知跳频图案时，就很难猜出其跳频的规律来。
图1－1所示为一个跳频图案。图中横轴为时间，纵轴为频率。这个时间与频率的平面叫作时频域。也可将这个时频域看作一个棋盘，横轴上的时间段与纵轴上的频率段构成了棋盘格子。阴影线代表所布棋子的方案，就是跳频图案；它表明什么时间采用什么频率进行通信，时间不同频率也不同。
图1－1
图1－1中所示为一跳频图案，它是在一个时间段内传送一个或多个比特信息。通常称此时间段叫跳频的驻留时间，称频率段为信道带宽。
在时频域这个“模盘”上的一种布子方案就是一个跳频图案。当通信收发双方的跳频图案完全一致时，就可以建立跳频通信了。图1－2所示就是建立跳频通信的示意图。
图1－2
其中t表示时间，s表示空间，f表示频率。当收、发双方在空间上相距一定距离时，只要时频域上的跳频图案完全相重合，就表示收、发双方同步跳频地进行通信。
跳频图案与跳频频率表
跳频图案是由跳频指令控制频率合成器所产生的频率序列。跳频系统中，跳频带宽和可供跳变的频率(频道)数目都是预先定好的。
比如说，跳频带宽为5MHz，跳频频率的数目是64个，频道间隔是25kHz。这样，在5MHz带宽内可供选用的频道数远大于64个，那么你怎样选择出64个频率来呢这就是所谓的跳频频率表。
根据电波传播条件、电磁环境条件以及敌方干扰的条件等因素来制定一张或几张具有64个频率的频率表，即f1，f2，…f64，另一张可以是f1’，f2’,…f64’。如果采用f1，f2，…f64这张频率表，那么跳频指令发生器则是根据这张频率表向频率合成器发出指令进行跳频的。那么又怎样在这64个频率中做到伪随机地跳频呢这就是由图1－3所示的跳频指令发生器和频率合成器来实现的。
图1－3
跳频指令发生器主要是一个伪码发生器。伪码发生器在时钟脉冲的推动下，不断地改变码发生器的状态。不同的状态对应于一张跳频频率表中的一个频率。64种状态则对应64个频率。再根据此频率，按照频率合成器可变分频器、置位端的要求，转换成控制频率合成器的跳频指令。由于伪码发生器的状态是伪随机地变化，所以频率合成器输出的频率也在64个频率点上伪随机的跳变，便生成了伪随机地跳频图案。当频率表不同时，虽然用同一个伪码发生器，实际所产生的跳频图案也是不同的。
跳频图案的选择
一个好的跳频图案应考虑以下几点：
图案本身的随机性要好，要求参加跳频的每个频率出现的概率相同。随机性好，抗干扰能力也强。
图案的密钥量要大，要求跳频图案的数目要足够多。这样抗破译的能力强。
各图案之间出现频率重叠的机会要尽量的小，要求图案的正交性要好。这样将有利于组网通信和多用户的码分多址。
上面谈过，跳频图案的性质，主要是依赖于伪码的性质。所以选择伪码序列成为获得好的跳频图案的关键。
几种常用的伪随机序列
伪随机序列也称作伪码。它是具有近似随机序列(噪声)的性质，而又能按一定规律(周期)产生和复制的序列。因为随机序列是只能产生而不能复制的，所以称其是“伪”的随机序列。
常用的伪随机序列有m序列、M序列和R－S序列。
图1－4所示是一个由三级移位寄存器与模2加法器构成的m序列发生器，它产生的序列最大长度(周期)是2n－1位，这里n ＝ 3，即最大序列长度是7位。图中第二级和第三级的输出经模2加法器后反馈到第一级的输入端，构成的反馈电路叫反馈逻辑。模2加法运算是线性运算，所以是线性的反馈逻辑。只有当反馈逻辑满足某种条件时，移位寄存器输出的序列长度才是2n－1位，达到最大的长度。否则产生的序列就达不到2n－1位那样长。所以也把m序列叫作最大长度线性移位寄存器序列。
图1－4 m序列发生器
如果反馈逻辑中的运算含有乘法运算或其他逻辑运算，则称作非线性反馈逻辑。由非线性反馈逻辑和移位寄存器构成的序列发生器所能产生最大长度序列，
就叫作最大长度非线性移位寄存器序列，或叫作M序列，M序列的最大长度是2n。图1－5给出一个七级的M序列发生器的框图。可以看出，与线性反馈逻辑不同之处在于增加了“与门”运算，与门具有乘法性质。
图1－5 M序列发生器
利用固定寄存器和m序列发生器可以构成R－S序列发生器。它所产生的R －S序列是一种多进制的具有最大的最小距离的线性序列。图1－6给出R－S序列发生器的框图。图中，A为三级固定寄存器；B为三级移位寄存器，产生周期为7位的m序列。A、B寄存器的输出经过模2加运算后，产生一个7位的八进制R－S序列。
图1－6 R－S序列发生器
上述的三种序列除用硬件发生外，均可由软件编程产生。实用的跳频序列长度约在237(即1011)左右。
m序列的优点是容易产生，自相关特性好，且是伪随机的。但是可供使用的跳频图案少，互相关特性不理想，又因它采用的是线性反馈逻辑，就容易被敌人破译码的序列，即保密性、抗截获性差。由于这些原因，在跳频系统中不采用m 序列作为跳频指令码。
M序列是非线性序列，可用的跳频图案很多，跳频图案的密钥量也大，并有较好的自相关和互相关特性，所以它是较理想的跳频指令码。其缺点是硬件产生时设备较复杂。
R－S序列的硬件产生比较简单，可以产生大量的可用跳频图案，很适于用作跳频指令码序列。
2 跳频同步方法
跳频同步信息的基本传递方法
独立信道法。
利用一个专门的信道来传送同步信息；收端从此专门信道中接收发端送来的步信息后，依照同步信息的指令，设置接收端的跳频图案、频率序列和起止时刻，并校准收端的时钟，在规定的起跳时刻开始跳频通信。这种方式，需要专门的信道来传送同步信息，有的通信系统难以提供专门的信道，因此独立信道法的应用受到了限制。
前置同步法，也称同步字头法。
在跳频通信之前，选定一个或几个频道上先传送一组特殊的携带同步信息的码字，收端接收此同步信息码字后，按同步信息的指令进行时钟校准和跳频。因为是在通信之前先传送同步码字，故称同步字头法。
自同步法，也称同步信息提取法。
这种方法是利用发端发送的数字信息序列中隐含的同步信息，在接收端将其提取出来从而获得同步信息实现跳频。此法不需要专门的信道和发送专门的同步码字，所以它具有节省信道、节省信号功率和同步信息隐蔽等优点。
上述三种基本的同步信息传递方法各有利弊。
独立信道法需要专门的信道来传送专门的同步信息，因此它占用频率资源和信号功率。另外，其同步信息传送方式不隐蔽，易于被敌方发现和干扰。其优点是传送的同步信息量大，同步建立的时间短，并能不断地传送同步信息，保持系统的长时间同步。
同步字头法虽然不需专门的同步信息信道而是利用通信信道来传送同步信息，它还是挤占了通信信道频率资源和信号功率。所以它的缺点与独立信道法相似。为了使同步信息隐蔽，应采用尽量短的同步字头，但是同步字头太短又影响传送的同步信息量的多少，需折衷考虑。采用同步字头法的跳频系统为了能保持系统的长时间同步，还需在通信过程中，插入一定的同步信息码字。
自同步法在节省频率资源和信号功率方面具有优点。但由于发端发送的数字信息序列中所能隐含的同步信息是非常有限的，所以在接收端所能提取的同步信息就更少了。此法只适用于简单跳频图案的跳频系统，并且系统同步建立的时间较长。
在实际的跳频系统中，常常是将这几种基本方法组合起来应用，使跳频系统达到某种条件下的最佳同步。
数字跳频系统是指传送数字话音或数据的跳频通信系统。因此，它传送跳频同步信息是以数据帧的格式进行的。数字系统跳频同步方法也不外乎同步字头法，自同步法和参考时钟法。
同步字头法。发端需发送含有同步信息的码字，收端解码后，依据同步信息使收端本地跳频器与发端同步。同步信息除位同步、帧同步外，主要应包括跳频图案的实时状态信息或实时的时钟信息，即所谓的“TOD”信息(Time of the Day)。实时时钟信息包括年月日时分秒，毫秒、微秒、毫微秒等；状态信息是指伪码发生器实时的码序列状态。根据这些信息，收端就可以知道当前跳频驻留时间的频
率和下一跳驻留时间应当处在什么频率上，从而使收发端跳频器同步工作。为了保证TOD信息的正确接收，在如图6－11所示的同步信息数据帧格式中装有位同步和帧同步位。此外，对TOD信息位可采用差错控制技术，如纠错编码，相关编码或采用大数判决，以提高传输的可靠性。
图2－1
参考时钟法。在一个通信网内，设一个中心站，它播发高精度的时钟信息，所有网内的用户依照此标准时钟来控制收、发信机的同步定时，达到收、发双方同步。采用这种方法进行跳频同步，需要事先约定好所采用的跳频图案和频率表，或者，需通过其它方式将跳频图案情息通知网内用户。此法需要一个精度极高的标准时钟，否则不能实现跳频通信。
自同步法。它是依靠从接收到的跳频信号中提取有关同步信息来实现跳频同步的。
数字跳频系统中，根据需要也可采用不同方法的组合。比如，自同步法具有同步信息隐蔽的优点，但是存在同步建立时间长的缺点；而同步字头法具有快速建立同步的优点而存在同步信息不够隐蔽的缺点。因此可将这两种方法进行组合，得到一个综合最佳的同步系统。图2－2所示的是等待自同步法的跳频同步过程。
图2－2
图中，接收端在频率f6上等待接收跳频信号；发送端发送的跳频信号的载波频率依次在f5、f1、f3、f4、f2、f6 …上跳变。当发端信号的载频跳变至f6时，收端接收到跳频信号，这时称作同步捕获，即可从跳频信号中解出它所携带的同步字头内的同步信息。接着，就依照同步信息的指令开始同步跳频，即由等待阶段转入同步跳频的阶段，从而建立了跳频系统的同步。
跳频同步系统性能及抗干扰性
衡量同步系统性能的优劣，主要应考虑两个方面：
一是跳频系统同步的可靠性;
二是同步系统的抗干扰性。
同步系统的可靠性。它包括系统同步的建立时间，正确同步概率和假同步的概率，系统同步保持时间等项指标。
一般说来，跳频同步系统的同步建立时间越短越好，同步保持时间越长越好；正确同步的概率要大，假同步的概率要小。这样才能称为一个快速、稳定而可靠的同步系统。
同步系统的抗干扰性。它包括抗人为干扰和噪声干扰。采用跳频技术的一个目的就是提高系统的抗干扰性，特别是在电子战的环境中，主要是抗敌方有意的干扰。因此，要求同步信息的传递要隐蔽、快速。为此，需考虑如下几点：尽量使同步信号在空中存在的时间要短，使敌方难以在很短的时间内发现同步信号。
在多个跳变频道上传送同步信息，增大频道的随机性，使敌方难以侦察；增大跳频带宽，使敌方难以在宽带内施放干扰。
频率跳变的速率要快，使跳频信号的驻留时间变短，可防止跟踪式干扰，从而保护同步字头。
应尽量使同步信息的信号特征与通信信息的信号特征一致，以致敌方难以区分同步信息。或者，人为地发出伪同步信息以迷惑敌人，从而提高对同步信息的保护能力。
对于噪声干扰，要求在低信噪比或高误码率的信道条件下能实现跳频系统的正确同步。对此，需考虑以下各点：
同步信息本身的差错控制，如纠错编码、多次重发、相关编码、交织等；
同步认定的算法控制，即经过多次同步检测后才认定系统同步的策赂，并选择最佳的检测次数。
同步状态下的失步算法控制，即经过多次失步检测后才确定系统已失去同步的策略，并选择最佳的检测次数。
跳频技术指标与抗干扰的关系
考察一个系统的跳频技术性能，应注意下列各项指标：
跳频带宽
跳频频率的数目
跳频的速率
跳频码的长度(周期)
跳频系统的同步时间
一般说来，希望跳频带宽要宽，跳频的频率数目要多，跳频的速率要快，跳频码的周期要长，跳频系统的同步时间要短。
跳频带宽的大小，与抗部分频带的干扰能力有关。
跳频带宽越宽，抗宽带干扰的能力越强。所以希望能全频段跳频。例如，在短波段，从到3MHz全频段跳频；在甚高频段，从30MHz到80MHz全频段跳频。
跳频频率的数目，与抗单频干扰及多频干扰的能力有关。
跳变的频率数目越多，抗单频、多频以及梳状干扰的能力越强。在一般的跳频电台中，跳频的频率数目不超过100个。
跳频的速率，是指每秒钟频率跳变的次数，它与抗跟踪式干扰的能力有关。
跳速越快，抗跟踪式干扰的能力就越强。一般在短波跳频电台中，其跳速目前不超过100跳／秒。在甚高频电台中，一般跳速在500跳／秒。对某些更高频段的跳频系统可工作在每秒几万跳的水平。
跳频码的长度，它将决定跳频图案延续时间的长度，这个指标与抗截获(破译)的能力有关。
跳频图案延续时间越长，敌方破译越困难，抗截获的能力也越强。跳频码的周期可长达10年甚至更长的时间。
跳频系统的同步时间，是指系统使收发双方的跳频图案完全同步并建立通信所需要的时间。
系统同步时间的长短将影响该系统的顽存程度。因为同步过程一旦被敌方破环，不能实现收、发跳频图案的完全同步，则将使通信系统瘫痪。因此，希望同步建立的过程越短越好，越隐蔽越好。根据使用的环境不同，目前跳频电台的同步时间可在秒或几百毫秒的量级。
当然，一个跳频系统的各项技术指标应依照使用的目的、要求以及性能价格比等方面综合考虑才能做出最佳的选择。
跳频信号的波形
与定频连续信号波形不同，跳频信号的波形是不连续的，这是因为跳频器产生的跳变载波信号之间是不连续的。频率合成器从接受跳频指令开始到完成频
率的跳变需要一定的切换时间。为了保证其输出的频率纯正而稳定，防止杂散辐射，在频率切换的瞬间是抑止发射机末级工作的。
频率合成器从接受指令开始建立振荡到达稳定状态的时间叫作建立时间；稳定状态持续的时间叫驻留时间；从稳定状态到达振荡消失的时间叫消退时间。从建立到消退的整个时间叫作一个跳周期，记作Th。建立时间加上消退时间叫作换频时间。只有在驻留时间(记作T
)内才能有效地传送信息。图6－10给出频率
D
合成器的换频过程和载波信号的波形。
图6－10
跳频通信系统为了能更有效地传送信息，要求频率切换占用的时间越短越好。通常，换频时间约为跳周期Th的1/8 ~ 1/10。比如跳频速率每秒500跳的系统，跳周期Th＝2ms，其换频时间为左右。跳频速率每秒20跳的系统，跳周期是50ms，其换频时间约为5ms。
现如今，无论人们去何处，几乎都想知道家居与办公室使用LSAN（无线局域网）和WPAN （无线私人局域网）的环境，因为蓝牙和其它无线技术可为人们提供极大的移动性和灵活性。
就目前而言，一般认为蓝牙和WiFi（，即无线高保真系统）在技术上以及应用上彼此间是相安无事的。但是，随着在免特许的频段中工作的设备数量持续增加，这些设备在办公室等环境中频繁地一起使用，人们不得不考虑相互间干扰问题。十分显然，干扰是必须解决的。在理论上，似乎不存在什么干扰；但在现实中，由于种各原因，它们间确实存在着干扰。
蓝牙技术
蓝牙采用FHSS（跳频扩频）来保证抗干扰的鲁棒性。它在频带的所有信道上每秒跳频1600次。若检测到某个频率存在任何干扰，那么，在一千六百分之一秒后，立刻启用另一频率来发送信息。FHSS是蓝牙规范防范干扰的核心功能。
随着蓝牙和WiFi日益被肩并肩地集成在一个产品（如笔记本电脑）中。潜在的风险干扰增加了，单凭FHSS不足以应付干扰问题。因此在最新蓝牙规范（版）的研发阶段，希望能一劳永逸地解决干扰问题。为此，在蓝牙SIG内，一个新工作小组，即CWG（共处工作小组）受命来解决这一难题。
AFH——一个行之有效的解决方案
CWG召集众多从事蓝牙技术的公司来讨论可能的解决方案。该工作组对各种提案进行了充分的评估，博采众提案之长，最终形成统一的决议草案。当然，该草案还要提交蓝牙结构体系评审局审议通过。
CWG最终选择的是AFH（自适应跳频）技术。AFH让单信道映象分散在从设备，由从设备来确定何时使用修改的跳频内核。如果一个选中的信道的标记是坏的，那么从一组好信道中，另选一个新信道。而且，主设备用同一信道来发送和接收数据。由于在某个给定的时隙中，坏信道中的主设备并未接收从设备的传输，便能对主设备进行更好的校正。
蓝牙在频带中满处跳频。无意间会对同一频带中的静态频率设备产生干扰。AFH则动态地改变设备的跳频序列，限制蓝牙设备可跳频的信道数量来避免干扰。采用这种跳频机制，就能预留出一组频率供诸如WiFi等其它系统使用。
各个国家制订法规的当局（如美国FCC）已规定了可使用的最小一组信道。因此，为了保证设备在全球范围内最大的互操作性，蓝牙规范要求一组至少有20个主设备标记是好的信道。即便如此，这个数量还是大于某些当权规定的数量。
AFH不仅规定了新的跳频选择机制，还定义了从设备如何用信令将信道的特征通知给主设备，主设备再将新跳频序列通知给从设备。信令需通过LMP（链路管理协议）定义，但在原有蓝牙协议中并未定义主设备如何使用这个数据。严格规定的事项包括LMP包用的信令格式和基带跳频内核。未规定的事项是信道分类算法。蓝牙产品的研发者有使用各自方法的自由，在市场中相互竞争。由此引发是否要定义信道评估，这一问题已成为目前争论的焦点。
此外，在实施方案中是否要设置定时要求，以便在认证期间进行测试，对此问题亦是悬而未决。
信道分类
信道分类有两种基本方法，即测量包出错率或测量接收到的信号强度。包出错率直接表明每个频率有多少个包未被正确地接收，主设备根据它来确定信道标记是好是坏。从设备则可利用任何空闲的时间周期性地测量全部信道的接收到信号强度，以此来确定信道的信号强度是否稍高于正常的背景强度。信号稍强的信道对主设备可能被认为是坏的。
上面已提及，规范还未对信道分类进行硬性规定。然而，多数信道分类实施方案能在极短时间内标出坏信道，远比原先想象有要快得多，这说明市场运作是极有威力的。
蓝牙规范采用新技术衍生出又一个要求，它们必须和业已通过的规范是后向兼容的。这就是说，如果最新的版蓝牙规范包含了AFH，它绝不能破坏与其它蓝牙设备和可发现性和连接性，包括那些按照早期规范构建的设备。此外，BLM（基带链路管理）、HCI（主控制器接口）和GAP（通用接入协议）也需作相应的变更，以保持后向兼用性。这些变更在规范中应以变更要求详细地加以说明。规范变更要求几经讨论，最后获得通过形成原型。在原型期间，不能出卖任何产品。当然可对按规范制造原型进行广泛的测试，以保证互操作性。AFH 已有十几种实施方案，全都能正常地工作。
互操作性测试
互操作性测试可按私人工作组测试事件运作；也可按蓝牙组织安排的互操作性测试事件运作，这是公开的事件，任何人在完全未对外泄露的协议下以各种平台测试他们的蓝牙产品。在规范公布后，这些事件对促进和保证互操作性是非常成功的。尽管AFH已通过数月，对AFH的测试仍在进行中。
目前，市场上已出现第一波采用AFH的蓝牙产品。这些产品成长和户用蓝牙的手机和耳机有关，让WLAN无处不在。随着频带变得日益拥挤，设备应具备某种智能来识别其它设备，这样才能不致堵塞频带。与之相应，设计者只有清醒地认识到蓝牙赖以生存的空间面貌，才能获得成功，开拓发展。
蓝牙自适应跳频技术
蓝牙是工作在 GHz（～ GHz）ISM频段的短距离无线通信技术，能组成小型无线个人区域网（PAN），在办公室和建筑物中代替有线电缆，低功耗、低成本及灵活组网的特点，有着广泛的应用前景。 GHz频段中还有，Home RF及微波炉、无绳电话等电子设备，为了与这些设备兼容，蓝牙采用了AFH（Adaptive Frequency Hopping），LBT（Listen Before Talk）、功率控制等一系列独特的措施克服干扰，避免冲突。随着无线电通信技术的发展，频率资源日益紧张，研究蓝牙技术所采用的频率兼容技术对有效利用频谱、防止通信设备之间相互干扰，将有十分重要的作用。
1 自适应跳频技术
自适应跳频技术是建立在自动信道质量分析基础上的一种频率自适应和功率自适应控制相结合的技术。他能使跳频通信过程自动避开被干扰的跳频频点，并以最小的发射功率、最低的被截获概率，达到在无干扰的跳频信道上长时间保持优质通信的目的。所谓频率自适应控制是在跳频通信过程中，拒绝使用那些曾经用过但是传输不成功的跳频频率集中的频点，即实时去除跳频频率集中被干扰的频点，使跳频通信在无干扰的可使用的频点上进行，从而大大提高跳频通信中接收信号的质量，如图1所示。
蓝牙和都工作在 GHz的ISM频段，蓝牙SIG（Special Interesting Group）和的Coexistence Task Group都在关注二者的共存问题。许多成员都提交了自适应跳频的提案。提案中建议采用AFH技术，以便能动态地改变跳频序列，使系统干扰最小。蓝牙采用AFH 对干扰进行检测并分类，通过编辑跳频算法来避免干扰，把分配变化告知网络中的其他成员，并周期性地维护跳频集。
其中，Bijan Treister［1］等人提出的AFH共存机制具有一定的普遍性。在这种自适应跳频中，在不增加发射功率的情况下，利用干扰躲避来提高系统的抗干扰能力。
2 蓝牙AFH的步骤
由设备识别、信道分类、分类信息交换、自适应跳频4部分组成。其框图如图2所示。
设备识别
当一个从设备接入微微网时，在进行通信之前，首先由链路管理协议（LMP）交换信息，以确定通信双方的设备是否支持AFH模式。LMP信息中包含了二者通信应使用的最小信道数。主机按LMP协议先询问从设备是否支持AFH，当从设备回答后，再进行AFH通信。
信道分类
根据某一准则，按传输质量对信道进行分类。按LMP的格式形成一个分类表，在主设备和从设备之间交换信息后，以此分类表为依据进行自适应跳频。分类方法采用时分的形式，以保证抗瞬间的干扰。按信道的质量，把信道分成“好”信道与“坏”信道。
可以用以下方法对信道的质量进行评估：首先接收设备对包损率PLRs（Packet Loss Ratios）、有效载荷的CRC，HEC，FEC误差等参数进行测量。在测量PLR时，如果PLR超过了系统定义的门限，则宣布此信道为坏信道。从设备测量CRC时，也会自动检测此包的有效载荷的CRC，如果校验码正确，则说明接收正确的包，否则宣布包丢失。
信道信息交换
通过LMP命令通知网络中的成员，交换AFH的消息。主设备通过分类，把信道分为好信道、坏信道、未用信道，然后把信道分类情况通知从设备。同时，从设备把自己的情况通知主设备。主从设备之间建立联系，确定哪些信道可用，哪些不可用，为下一步自适应频率的产生做准备。
执行AFH
先进行跳频编辑，以选择合适的跳频频率。
由于微微网中经常有新的通信建立或撤消，信道在不断变化，所以必须进行信道维护，周期性地重新对信道进行估计，及时发现不能用的信道。当微微网中工作设备较少时，还能自动调整功率，节省能量。
3 蓝牙AFH的结构
蓝牙AFH结构如图3所示，在频率同步器和跳频序列发生器中加入了一个分组映射器，此映射器实际上是一个自适应频率选择器。
分组映射器结构如图4所示。他从所需分组中选择一个信道，通过PN映射设备，从原始跳频序列中选择信道映射到分组序列中。每个信道表按升序列举分组信道的内容。
在分组映射后，平均移位信号使信道的利用得到均衡。这些移位信号是一系列的计数器，每一个计数器表示一个分组，第j个分组在｛0，1，2，…，Nj－1｝范围内周期计数，Nj 是第j个分组中的信道数。被选择分组的计数器对下一个值进行计数，并把他作为移位信号的值输出。
蓝牙中，信道被动态地分成2类信道：好信道NG和坏信道NB＝79－NG，定义Nmin为蓝牙设备通信所需的最少频率数。根据Nmin，NG和NB的关系，可以分为H，L两种模式：3．1 L模式
适用于Nmin小于NG的情形，此时跳频频点全部在好的信道中选择，如图5所示。当跳频发生器产生的是好信道，则不重新映射。当跳频序列中信道不好时，则重新从好信道库中选择一个好的信道。L模式主要工作在FCC规定的低功率状态。
3．2 H模式
适用于Nmin大于NG的情形，此时如果频率选择器输出为坏信道，重新选择代替坏信道的频点中，有可能在曾经被判断为坏信道的序列中选择跳频序列。H模式在有坏跳的情况下，最大限度地支持通信要求。可以同时支持SCO（面向同步的连接）和ACL（异步连接）连接模式。
通过这2种模式，在蓝牙频率选择器中，如果输出的是好信道则直接使用；如果是坏信道，则在好的信道分组中重新选择频率。这样频率选择就避免了输出的频率与其他有干扰的频率相碰撞。
4 结语
蓝牙采用一系列的技术来避免干扰，如LBT（Listen Before Transmission），AFH和功率控制等。其中AFH机制能保持微微网中良好的QoS，保证网络正常的吞吐率和可靠性，减少重发，降低延时，同时减轻了对相同频段其他无线设备的干扰，从而提高了频率的利用率。
6.1 跳频系统概述 6.1.1 为什么要跳频 通常我们所接触到的无线通信系统都是载波频率固定的通信系统，如无线 对讲机，汽车移动电话等，都是在指定的频率上进行通信，所以也称作定频通信。这种定频通信系统，一旦受到干扰就将使通信质量下降，严重时甚至使通信中断。 例如：电台的广播节目，一般是一个发射频率发送一套节目，不同的节目占用不同的发射频率。有时为了让听众能很好地收听一套节目，电台同时用几个发射频率发送同一套节目。这样，如果在某个频率上受到了严重干扰，听众还可以选择最清晰的频道来收听节目，从而起到了抗干扰的效果。但是这样做的代价是需要很多额谱资源才能传送一套节目。如果在不断变换的几个载波频率上传送一套广播节目，而听众的收音机也跟随着不断地在这几个频率上调谐接收，这样，即使某个频率上受到了干扰，也能很好地收听到这套节目。这就变成了一个跳频系统。 另外在敌我双方的通信对抗中，敌方企图发现我方的通信频率，以便于截获所传送的信息内容，或者发现我方通信机所在的方位，以便于引导炮火摧毁。定频通信系统容易暴露目标且易于被截获，这时，采用跳频通信就比较隐蔽也难以被截获。因为跳频通信是“打一枪换一个地方”的游击通信策略、使敌方不易发现通信使用的频率，一旦被敌方发现，通信的频率也已经“转移”到另外一个频率上了。当敌方摸不清“转移规律”时，就很难截获我方的通信内容。 因此，跳频通信具有抗干扰、抗截获的能力，并能作到频谱资源共享。所以在当前现代化的电子战中跳频通信已显示出巨大的优越性。另外，跳频通信也应用到民用通信中以抗衰落、抗多径、抗网间干扰和提高频谱利用率。 6.1.2 什么是跳频图案? 为了不让敌方知道我们通信使用的频率，需要经常改变载波频率，即“打一枪换一个地方”似地对载波频率进行跳变，跳频通信中载波频率改变的规律，叫作跳频图案。
《图案基础》教案：第三课图案的变化 ［教学目的与要求］ 要求学生了解图案变化的目的；掌握并熟练运用图案变化的的各种方法。［教学重点］ 图案变化的的方法 ［教学难点］ 图案的题材与变化的关系 ［教具］ 图案样画、课件等 ［教学程序］ 讲授新课 图案的变化是把写生的自然物象通过变化加工成为具有一定实用价值的图案形象。这是基础图案的基本功。没有这个过程，就不能成为图案。 一、图案变化的目的 图案变化的目的是为了设计。就是把各种写生素材，加工变化成为不同类型的图案有着不同的工艺制作要求，如编织图案、刺绣图案、陶瓷图案等。图案变化是从自然形态到艺术形象的创造。就是通过艺术手法使自然形象更美、更典型、更集中、更理想，给人强烈的艺术感染力。图案来源于生活，图案变化就是取素材中最美、最生动的部分，给以加强和减弱，使之成为符合装饰要求的纹样。学习图案变化时，还应加强对形式美学及装饰传统的学习，丰富自己的想象力，培养设计图案形象的创造力。
编织图案
四川彝族刺绣图案陕西刺绣图案
清青花花卉纹大盘明青花缠枝花纹天球瓶 二、图案变化的方法 图案变化的方法多种多样。大体可分为写实变化和写意变化两大类。 写实变化是根据写生的自然形态进行概括、提炼、取舍加工而成的。接近自然形态的写意变化是以写实为基础，适当地作归纳简化、夸张手法的处理，以此加强装饰效果。 写意变化不求形象的真实感，而是追求形象的鲜明及形式美感，追求高度的提炼和极度夸张的统一，追求艺术造型的理想化。
图案变化的具体处理，可以概括为简化法、夸张法、添加法、巧合法、几何法、象征法、分解法、组合法等方法。 1、简化法 简化是一种提炼过程，是艺术的再创造。 它是在不失自然形象特征的前提下，力求达到造型上的简洁与单纯。在变化中要做到精心选择，删繁就简，净化提纯，创造出整体美感强的图案形象。 简化法是抓住物象最美最主要的特征，去掉繁琐的部分，通过归纳、概括、省略，使物象更单纯、完整，以加强整体特征的表现。如菊花，花瓣多、瓣形复杂，通过删繁就简、以少胜多的处理，使形象特征更加鲜明。
快速跳频系统设计管理论文 摘要：介绍基于高性能、低成本的ML2724和DSP的2．4GHz快速跳频系统设计，探讨跳频信道的分配、跳频图案的设计，以及跳频同步问题，并给出了部分软件实现的流程图。 关键词：跳频技术扩频通信无线局域网ML2724DSP 2．4GHz是无线产品开发使用最为广泛的公用频段。目前很热门的技术话题——无线局域网的802．11标准就是采用2．4GHz这段频段。针对无线局域网，最大的争论便是其安全性和稳定性，国内外诸多文献指出：除了在无线局域网中采用更佳的密钥机制，应该广泛使用扩频和跳频等技术，增加其在无线信道上的稳定性和安全性。比较无线局域网中采用直接序列扩频和跳频两种方式的性能，可以得出：在无线局域网中采用跳频方式更佳。目前，对于跳频系统的设计通常采用CPLD+FPGA+DSP协同频率合成器实现，这样既增大了系统的体积，更导致系统的成本很高。本文介绍了基于高性能、低成本的ML2724和DSP的2．4GHz快速跳频系统设计。由于ML2724集成了可编程频率合成器、正交调制器和各种滤波器，并具有方便的控制接口，这样既可以减小体积，又可以降低成本；详细介绍了信道的分配和PN码的设计，以及跳频同步问题，并给出了部分软件实现的流程图。 图1 1ML2724简介 ML2724是MicroLinear公司的一款高性能的广泛应用于2．4GHz快速跳频通信系统的单片集成收发芯片，它集成了本振、抗镜像Ⅳ滤波器和基带低通滤波器、限幅器、数据判决器，并且自带了一个可编程控制的频率合成器，具有同步指示和与基带处理相接的各种端口。它具有以下主要特点： (1)能够完成2．4GHz通信系统的收发功能的集成单芯片； (2)信道间隔为2．048MHz，具有80个信道； (3)完全集成了所有的Ⅲ滤波器和数据滤波器； (4)灵敏度为-90dBm； (5)内部集成了完整的1．6GHz的频率合成器；
跳频通信技术及其应用与发展 跳频通信是扩频通信的一个分支，它的突出优点是抗干扰性强，因而很适用于军事领域。当70 年代末第一部跳频电台问世以后，就预示着其发展势头锐不可挡。到了80年代，世界各国军队普遍装备跳频电台。这十年是跳频电台发展速度最快的十年。广泛使用跳频电台曾被誉为80年代VHF频段无线电通信发展的主要特征。90年代, 跳频通信如虎添翼，在军用跳频通信领域已相当成熟的同时，跳频通信的应用又拓宽到民用领域。业内人士指出，跳频通信是对抗无线电干扰的有效手段，称其为无线电通信的“杀手锏”。跳频通信是如此的神奇，以致于自其问世至今的短短30 年间，倍受世界各国，特别是几大军事强国的青睐。 2跳频通信的基本概念 2.1定义 我们在用收音机收听某电台，当电台在中波和短波两个波段上播放同一个节目时，有这样的体会：若中波波段信号不好，则随即换到短波波段收听；当短波波段信号不好，则又换回到中波波段收听。这种以更换波段的手段来改善收听效果的方法，就是跳频的通俗含义。只不过这种跳频仅在接收端发生，而且是由人工干预来实施跳频的。我们假设，当广播电台发送的频段也能“紧跟”收音机用户更换的话，那么，这种通信方式就是跳频通信。因此，跳频通信可这样描述：通信收发双方同步地改变频率的通信方式称为跳频通信。
2.2同步条件（通信条件） 与定频通信相比，跳频通信的载波频率一直在跳变。工作中，发方以相当快的速率（跳速）改变频率，收方必须与发方同步地改变频率，双方才能保持通信。也就是说，跳频通信时，收发双方必须采用同一种跳频图案。跳频电台之间要成功地进行跳频通信，收发双方必须同时满足三个条件：跳频频率相同；跳频序列相同；跳频的时钟相同（允许存在一定的误差）。三个条件缺一不可，否则无法实现跳频通信。 3跳频通信的主要特点 3.1抗干扰性强 跳频通信抗干扰的机理是“打一枪换一个地方”的游击策略，敌方搞不清跳频规律，因而具有较强的抗干扰能力。一方面，我方的跳频指令是个伪随机码，其周期可长达十年甚至更长的时间。另一方面，跳变的频率可以达到成千上万个。因此，敌方若在某一频率上或某几个频率上施放长时间的干扰也无济于事。 另外，跳频频率受伪随机码控制而不断跳变，在每一个频率 的驻留时间内，所占信道的带宽是很窄的。由于频率跳变的速率非常快，因而从宏观上看，跳频系统又是个宽带系统，即扩展了频谱。事实上，跳频的带宽就是频率的数目与每个频率所占信道带宽的乘积。由扩频通信理论可知，扩展频谱的好处可以换取更好的信噪比。也就是说，如果扩展了频带，
跳频扩频系统 一、定义及原理 跳频扩频系统： 采用码序列控制信号的载波，使之在多个频率上跳变而产生扩频信号。接收端产生一个与信号载波频率变化相同移频信号，用它作变频参考，再把信号恢复到原来的频带。调频系统可随机选取的频率数通常是几百个或更多。 跳频系统的载频受一个伪随机码控制，不断地、随机地跳变，因此跳频系统可视作载频按照一定规律变化的多频频移键控(MFSK）。与直扩系统不同，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输，而是用来选择信道。跳频系统主要由PN码产生器和频率合成器两部分组成，快速响应的频率合成器是频率跳变系统的关键部件。频率跳变系统的发射机在一个预定的频率集中，由PN码序列控制频率合成器，使发射频率能随机地由一个跳到另一个。接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变，产生一个与发射频率只差一个中频的本振频率，经混频后得到固定的中频信号，该中频信号经放大后送到解调器，恢复传送的信息。此处，混频器实际上担当了解调器角色，只要收发双方同步，就可将频率跳变信号转换为一个固定频率的信号。 二、跳频系统的结构
三、跳频系统的波形 发送端的波形
接收端的波形 四、跳频系统的优点 跳频扩频技术的优点如下： （1）抗单频干扰，部分带宽干扰能力强 跳频系统的抗干扰原理和直扩系统不同，直扩是靠频谱的扩展和解扩处理来提高信噪比的；跳频是靠躲避干扰，来达到提高信噪比的。虽然不能像直扩系统那样，但由于载波频率是跳变的，减少了单频干扰和窄带干扰进入接收机的概率。故调频系统具有抗单频及部分带宽干扰的能力。当跳频的概率数目足够多、跳频的带宽足够宽时，其抗干扰能力是很强的。 （2）抗多径衰落的能力强 利用载波频率的快速跳变，具有频率分集的作用，从而增强了系统抗多径衰落的能力。 （3）便于实现多址通信 应用跳频通信可以很容易地组建一个多址网络，网络内的各
1 跳频图案的产生 1.1 什么是跳频图案? 为了不让敌方知道我们通信使用的频率，需要经常改变载波频率，即“打一枪换一个地方”似地对载波频率进行跳变，跳频通信中载波频率改变的规律，叫作跳频图案。 通常我们希望频率跳变的规律不被敌方所识破，所以需要随机地改变以至无规律可循才好。但是若真的无规律可循的话，通信的双方(或友军)也将失去联系而不能建立通信。因此，常采用伪随机改变的跳频图案。 只有通信的双方才知道此跳频图案，而对敌方则是绝对的机密。所谓“伪随机”，就是“假”的随机，其实是有规律性可循的，但当敌方不知跳频图案时，就很难猜出其跳频的规律来。 图1－1所示为一个跳频图案。图中横轴为时间，纵轴为频率。这个时间与频率的平面叫作时频域。也可将这个时频域看作一个棋盘，横轴上的时间段与纵轴上的频率段构成了棋盘格子。阴影线代表所布棋子的方案，就是跳频图案；它表明什么时间采用什么频率进行通信，时间不同频率也不同。
图1－1 图1－1中所示为一跳频图案，它是在一个时间段内传送一个或多个比特信息。通常称此时间段叫跳频的驻留时间，称频率段为信道带宽。 在时频域这个“模盘”上的一种布子方案就是一个跳频图案。当通信收发双方的跳频图案完全一致时，就可以建立跳频通信了。图1－2所示就是建立跳频通信的示意图。
图1－2 其中t表示时间，s表示空间，f表示频率。当收、发双方在空间上相距一定距离时，只要时频域上的跳频图案完全相重合，就表示收、发双方同步跳频地进行通信。 1.2 跳频图案与跳频频率表 跳频图案是由跳频指令控制频率合成器所产生的频率序列。跳频系统中，跳频带宽和可供跳变的频率(频道)数目都是预先定好的。 比如说，跳频带宽为5MHz，跳频频率的数目是64个，频道间隔是25kHz。这样，在5MHz带宽内可供选用的频道数远大于64个，那么你怎样选择出64个频率来呢? 这就是所谓的跳频频率表。 根据电波传播条件、电磁环境条件以及敌方干扰的条件等因素来制定一张或几张具有64个频率的频率表，即f1，f2，…f64，另一
跳频通信同步技术及其干扰措施 摘要：跳频通信是短波通信抗干扰技术中应用最广泛、最为有效的技术，它的特点决定了它具有较强的抗干扰能力。本文论述了通信对抗中跳频技术的原理、特点、关键技术及其发展方向等，并就如何对跳频通信实施干扰进行了初步探讨。 一、跳频通信技术原理 跳频就是用伪码序列构成跳频指令来控制频率合成器，并在多个频率中进行选择的移频键控。所传递的信息码与伪随机序列模二相加(或波形相乘)构成跳频指令(即跳频图案)，并由它随机选择发送频率。发送端的信息码序列与伪随机序列经过调制后，按不同的跳频图案控制频率的合成。在接收端，接收到的信号与干扰经高放滤波后送至混频器。接收机的本振信号也是一频率跳变信号，跳变规律是相同的，两个合成器产生的频率相对应，但对应的频率有一频差，正好为接收机的中频。只要收发方的伪随机码同步，就可使收发双方的跳频源一频率合成器产生的跳变频率同步，经混频后，就可得到一个不变的中频信号，然后对此信号进行解调，就可恢复出发送的信息。而对干扰信号而言，由于不知道跳频频率的变化规律，与本地的频率合成器产生的频率不相关，因此，不能进入混频器后面的中频通道，不能对跳频系统形成干扰，这样就达到了抗干扰的目的。其工作原理框图如1所示： 图1 跳频通信系统框图
与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也难以被截获，只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获对方的通信内容。同时，跳频通信也具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰，仍能在其它未被干扰的频点上进行正常的通信。通信双方的跳频图案是事先约好的，同步地按照跳频图案进行跳变，这种跳频方式称为常规跳频。随着现代战争中的电子对抗越演越烈!在常规跳频的基础上又提出了自适应跳频，它增加了频率自适应控制和功率自适应控制两方面。 二、跳频通信的抗干扰性能分析 跳频之抗干扰如同游击战中“打一枪换一个地方”的战术，携带信息的载频不断变化，使敌方的侦察和干扰跟不上通信载频的变化，从而无法施放干扰。所以，跳频性能好坏取决于频率点变化的多少（频率点越多，意味着信号带宽越宽）和频率点变化的快慢，即跳频速率（简称跳速）。跳频带宽越宽，跳速越高，则侦察和干扰越困难。跳频电台的抗干扰性能一般可以用处理增益来描述。跳频处理增益： G N =（1） ( ) lg 10dB F FH 式中 N为跳频信道数。 F 处理增益的物理意义是敌方采用宽带干扰方式干扰跳频电台时所需的功率，较之干扰一个窄带定频电台所需的功率大出的倍数。但是一旦跳频电台被对方的跟踪式干扰机所跟踪，则跳频处理增益不再能说明抗干扰能力。更有实际意义的 10-时，同步概率为95% (又是在干扰环境下的通信能力，例如当同步误码率在1 例如当跳频频率有30%受到干扰时，仍能保持话音通信，但话音质量有所下降。 三、跳频通信关键技术 3.1频率合成技术 频率合成技术是跳频系统的心脏，跳频系统的快慢决定于频率合成器换频时间的快慢，跳变频率的总数和跳频速率决定了系统的整体性能。频率合成器的频率偏差度则决定了跳频通信系统稳定工作的时间。因此，频率合成技术是跳频通信的关键点之一。 3.2跳频图案 跳频图案是通信双方频率跳变的规则，是通信双方事先约定和预置的相关频
差分跳频的解调窗口同步算法 差分跳频的解调窗口同步算法 摘要：差分跳频是一种数字通信系统，其频率跳变速度快，通信保密性好。接收机采用软件无线电的技术解调。解调窗口的同步是关键技术，是正确解调的前提。推导出同步算法的计算公式，给出相应的数据图表和流程图。该算法同步建立时间短，运算量小，并且可以实时调整，在仿真中取得成功。关键词：同步算法差分跳频软件无线电1差分跳频简介差分跳频系统工作于短波波段（2MHz～30MHz），频率跳变速度5000跳/s，最高数据传输速度为19.2kbps。5000跳/s的频率跳变使得频率不易被跟踪，通信保密性好。差分跳频不同于传统的模拟跳频，发射机采用DDS直接合成发送频率，接收机采用软件无线电方法解调。简单说明系统的工作方式，见图1频率转移图。系统待发数据为0110……。当第一个bit'0'到来时，频率点由f1转移到f2，该bit'0'用频率f2发送；当第二个bit'1'到来时，频率点由f2转移到f4，以此类推解调时，将接收信号采样的数字信号，对采样数据进行快速傅立叶变换（FFT）运算，识别当前的频率点，然后保护频率转移图和前一次的频率点解调原始数据。实际系统的参数如下：将2.56MHz～28.16MHz的频带等间隔划分为10个信道，每个信道以5kHz等间隔取256频率点。通信开始前，系统扫描10信道，动态决定一个特性最好的信
道用来通信，收发双方按协议从选定信道的256个频率点中取64作为工作频率，按存储在系统中的频率转移图进行通信。该系统支持三种数据传输速率：4.8kbps、9.6kbps和19.6kbps。 2同步策略差分跳频系统采用软件无线电的方法进行数据解调。软件无线电结构降低了系统硬件的复杂性，接收机不需要传统模拟跳频系统中的频率合成电路和硬件的同步电路。但没有硬件的同步电路后，采用何种软件算法快速实现同步成为关键技术之一。如图2所示，接收信号经过A/D采样变为数字信号，然后对一跳时间内（以下称为解调窗口）的采样数据进行FFT运算，识别当前的频率点，依据频率转移图和前一次的频率点解调原始数据。如果解调窗口不同步，则窗口内会出现两个频率点，无法判定该用哪个工作为解调频率点。因此必须将不同步的解调窗口滑动到同步位置，才能正确解调数据。笔者设计的同步方法简述如下：（1）随机选择初始窗口，对采样数据作FFT运算，识别可能出现的两个频率点f1和f2以及FFT 后的相应幅度P1和P2（在频域中频率点的能量与幅度的平方成正比，为简化以幅度代替能量计算）。（2）判断这两个频率点在时域波形上的顺序。（3）频率点f的幅度P（请注意，这里指FFT后的频域幅度）只与两个因素有关：采样前模拟信号的时域振幅和该频率点在解调窗口内点据的'时间长度。模拟信号的时域振幅可以在接收端采用自动增益控制保持常数值。那么，P只要频率点在解调窗口内点据时间长度（也就是该频率点
关于跳频同步的研究 1．引言 跳频是用于展频信号传输中的两种基本调制技术中的一种，展频调制技术在近几年越来越普及，它是一种码控载频跳变的通信方式，其独特的抗干扰性能使其在军事和民用领域都得到了越来越广泛的应用。而无线自组织网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，整个网络没有固定的基础设施，节点之间通过多跳的无线链路相连接，具有自组织、自修复、自配置、自管理等特点,可以广泛应用于国防战备、抢险救灾、应对突发事件等环境，并在下一代网络中占有重要地位。 跳频方式可提高网络的抗干扰能力，自组织网络技术则可提高网络的灵活性和抗毁性，因此，这种军事网络具有在移动中通信的特点，而且建网时间短、能够极大地提升通信的可靠性、抗干扰性和网络的健壮性，它在无线电传输过程中反复转换频率，通常能将电子对抗，即未经授权的对无线电通讯的中途拦截或人为干扰的影响减少到最小。 由于跳频通信体制对节点的跳频同步有严格的要求，在较大程度上制约着无线自组网各节点间的灵活、自由地通信和自主地组网需求，使得采用跳频体制构建高性能的自组织网络存在较大的困难。跳频体制下严格同步的节点通信方式制约着Ad Hoc 网络的通信能力和路由中继能力，使得多跳节点的自组织网络变化灵活的节点间链路构建、自适应动态拓扑结构与动态路由、灵活自适应组网的优势难以发挥，很多问题需要研究解决。 2．跳频同步 要实现跳频通信，关键在于跳频系统的同步。跳频同步是跳频自组网的关键技术, 是网络通信的基础。它是通过调整网络中各节点的时钟并使其一致来达到全网同步的。如果网络中各节点的时钟不一致, 那么通信双方的可靠性、连续性、完整性就无法保障。 跳频系统通过跳频图案进行同步，也就是频率的同步,而时间信息TOD是用来实现收发双方的精同步。通过对TOD信息完整的接收，采用TOD与跳频频率之间的映射关系来实现跳频图案的同步。同步包括捕获与跟踪两部分。由搜索状态进入捕获状态是同步的第一步，即完成了收发双方的跳频图案在频率上的同步，同时还需要进一步调整本地跳频图案与发射方图案的相位差，使收发双方的跳频图案在时间上同步,所以TOD是一个时间变量，随着时间的变化而变化，它是由电台内的高精度时钟提供的。由于各电台的内部时钟独立，加上时钟的累积误差，所以各电台的TOD有差别。如果能使收发双方的TOD保持完全一致，就可使跳频图案同步，跳频同步就归结为TOD的同步。 跳频时钟同步技术是跳频自组网的一种常用机制, 现已成为跳频组网中不可或缺的技术手段，同步方式主要有主从式同步技术、分布式同步技术、以及多种同步技术的结合。 主从同步方式是在网络内规定一个主节点时钟作为基准, 其它节点无作为从节点来接收主节点的定时基准, 从而把从节点时钟锁定到主节点基准时钟上, 使从节点时钟与主节点基准时钟达到相同的频率精度, 最终实现定时同步而分布式同步技术的基本思想是通过网络中相邻节点之间的时间基准的相互交换和相互控制来实现整个网络节点的同步。分布式同步又叫互同步。在互同步过程一开始, 通常认为全网都不同步, 然后所有的节点都按照事先规定好的准则依次发送同步时标, 并不断监控信道。接着需要设定一个监控周期, 系统将在一个监控周期内使每一个节点都测量所有可探测到的同步时标的功率和相对延迟。通过这个值来提前或推迟下一个周期的同步时标传输时间。分布式同步技术凭借它的组网速度快、抗毁性强、适于节点的快速移动等特点已经逐渐成为国内外研究的热点。可见分布式同步更加有效，不需要依赖于主节点,可以节点之间进行同步信息交换来同步，目前的802.11TSF算法的思想是利用时间采样的方法来把时间信息扩散及全网，时间采样指的是通过在beacon帧的时间戳字段设置当前节点时钟时间的方法，这个时间会扩散及全网以达到同步效果。 3. 现存算法 存在的问题IEEE802.11最先提出TSF算法，奠定了后继算法的基础，并定义了802.11的标准跳频同步算法主要是解决全局时间不同步的问题，一个无线自组织网络中最快时钟与最慢时钟的差称之为最大时钟偏差，把这个偏差以尽可能的并且尽快地缩小是衡量一个时钟同步算法好快的至关重
华北水利水电大学扩频通信结课报告 跳频扩频技术 学院：信息工程 专业：通信工程 ：建 学号： 201215707
跳频扩频系统的组成及工作原理 1、跳频系统的组成 跳频扩频（FHSS）通信是扩频通信的一种，是以载波频率的跳变进行通信的。这种通信可以有效地躲避干扰，已成为抗电子干扰的主要手段。系统的信道数、载波的带宽、跳频的速率和跳变的伪随机性是抗干扰的重要技术指标。信道数越多，带宽围越大，跳变的速率越快，频率跳变的规律越接近随机变化，就越难以被外界干扰。 跳频扩频（FHSS）系统组成框图如图1所示。 图1 跳频扩频系统组成框图 跳频系统的载频受一个伪随机码控制，不断地、随机地跳变，因此跳频系统可视作载频按照一定规律变化的多频频移键控（MFSK）。与直扩系统不同，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输，而是用来选择信道。跳频系统主要由PN 码产生器和频率合成器两部分组成，快速响应的频率合成器是频率跳变系统的关键部件。频率跳变系统的发射机在一个预定的频率集中，由PN码序列控制频率合成器，使发射频率能随机地由一个跳到另一个。接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变，产生一个与发射频率只差一个中频的本振频率，经混频后得到固
定的中频信号，该中频信号经放大后送到解调器，恢复传送的信息。此处，混频器实际上担当了解调器角色，只要收发双方同步，就可将频率跳变信号转换为一个固定频率的信号。 2、跳频系统的工作原理 在传统的定频通信系统中，发射机中的主振荡器的振荡频率是固定设置的，因而它的载波频率是固定的。为了得到载波频率是跳变的跳频信号，要求主振荡器的频率应能遵照控制指令而改变。这种产生跳号的装置叫跳频器。通常，跳频器是由频率合成器和跳频指令发生器构成的，如图2（a）所示。 (a) 发送
跳频同步的分析与应用 张华磊 (中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081) 摘 要 介绍了跳频通信系统的基本组成、工作方式以及跳频通信中的关键技术。跳频系统的同步是关系到跳频通信能否建立的关键,同步系统设计的好坏直接影响到系统是否能正常工作并发挥应有的作用。叙述了跳频同步的含义及同步过程,详细分析了几种跳频通信中常用的同步方法和特点。结合实际工程的设计要求,在理论分析的基础上,采用精确时钟法实现了跳频的同步。 关键词 跳频通信;G PS;同步;跳频图案 中图分类号 T N33213 文献标识码 A 文章编号 1003-3106(2009)09-0058-03 Analysis and Application of Frequency H opping Synchronization ZH ANG Hua 2lei (The 54th Research Institute o f CETC ,Shijiazhuang Hebei 050081,China ) Abstract The com position and operation m ode of frequency hopping (FH )communication system as well as the key techniques are introduced in this paper.Synchronization is a critical part of FH communication system ,and without synchronization ,the FH communication system can not operate normally.The meaning and process of FH synchronization are given ,s ome synchronization methods are introduced ,and the characteristics of each method are analyzed.The FH synchronization of a FH communication system is realized by precision clock according to the design requirement of the practical project. K ey w ords frequency hopping (FH )communication ;G PS;synchronization ;frequency hopping pattern 收稿日期:2009203207 0 引言 跳频通信作为一种大量应用于军事通信的通信体制,具有抗干扰能力强、截获率低、保密性好等优点,是通信领域的一个重要发展方向。正是由于这些优点,跳频通信在军事上受到了极大重视。跳频同步系统设计、跳频图案设计以及跳频综合器的设计是跳频通信系统中的关键技术。跳频系统的同步是关系到跳频通信能否建立的关键,同步系统设计的好坏直接影响到跳频系统是否能正常工作并发挥应有的作用。 跳频同步的含义是:跳频图案相同,跳变的频率序列(也称频率表)相同,跳变的起止时刻(也称相位)相同。因此,为了实现收、发双方的跳频同步,收端首先必须获得有关发端的跳频同步的信息,在实际应用中,跳频频率表和跳频图案是由通信双方预先约定好的,需要解决的主要问题就是使频率跳变的起止时刻保证严格同步。 1 跳频通信系统的同步 跳频通信是指传输信号的载波频率按预定规律进行离散变化的通信方式。跳频通信系统的构成框图如图1所示。发送端天线发出的信号载频在不断跳变,接收端的本振频率在跳频同步系统的控制下随外来频率同步地跳变,收发双方的本振频率是完全同步跳变的, 这样通信双方就可达成正常的通信联络。 图1 跳频通信系统构成 跳频通信系统的载频伪随机地变化,存在着频率 和时间的不确定性。为了实现跳频通信系统收发双方之间的正常通信,它们必须在同一时间同步地跳变到同一频隙。其中,频率的不确定性可通过收发双方使用同一跳变规律来解决,而时间的不确定性则通过同步系统来消除。因此对同步有以下一些要求: 专题技术与工程应用 58 2009R adio E ngineering V o1139N o 19
《图案变化设计-中国传统设计方向》课程教学大纲 课程代码：100442016 课程英文名称：Pattern change design - Chinese traditional direction 课程总学时：32 讲课：32实验：0 上机：0 适用专业：视觉传达设计专业 大纲编写（修订）时间：2017.09 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 图案变化设计课程作为艺术设计专业的一门专业基础必修课程。中国传统的设计方向是通过基本教学，使学生了解动植物以及人物和风景的图案变化构成与变化的基本规律；掌握动、植物、人物风景素材收集与图形提炼变化的基本原理和表现技法，能将自然物象遵循传统形式，变化成艺术图案形象，从而提高学生图案造型的归纳、夸张、变化能力，进而构成和组织各类形式的图案。并在这一过程中进一步学习形式美的基本原则与要素，能以形式美的原理与方法指导自己的图案设计与制作。并提高艺术的审美能力。本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，通过多个动、植物、人物、风景设计案例进行变化训练，着重培养学生的动手实践能力。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1．了解传统图案变化设计的基本设计要素、动、植物、人物、风景变化的构思过程，熟练掌握动、植物、人物、风景变化设计的创作方法以及形式美法则的重要性； 2．树立正确的学习观； 3．具有独立设计，绘制能力； 4．理论与实践相结合； 5. 具有鉴赏优秀的装饰动植物、人物、风景图案作品的能力；培养从不同方面分析设计作品的能力。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1. 基本知识、能力：了解动、植物、人物、风景变化设计过程、掌握创作方法、培养学生变化设计能力。设计出的动、植物、人物、风景设计作品要求传达特点清晰、夸张、独特，同时也应唤起自身对新的视觉创作的感受意识。 2. 基本技能:具有一定手绘能力，熟练将肌理效果运用到变化设计中；能够根据实物形象进行变化设计。 （三）实施说明 1．教学方法：研究传统图案的基础之上采用启发创造性思维、引导有目的联想、有效想象；引导学生根据训练要求运用创造性思维进行动、植物、人物、风景变化设计；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，进行作业作品的自评与互评，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：本课程属于专业必修课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学相结合等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 （四）对先修课的要求
1跳频图案的产生 1.1 什么是跳频图案？ 为了不让敌方知道我们通信使用的频率，需要经常改变载波频率，即“打一枪换一个地方”似地对载波频率进行跳变，跳频通信中载波频率改变的规律，叫作跳频图案。 通常我们希望频率跳变的规律不被敌方所识破，所以需要随机地改变以至无规律可循才好。但是若真的无规律可循的话，通信的双方（或友军）也将失去联系而不能建立通信。因此，常采用伪随机改变的跳频图案。 只有通信的双方才知道此跳频图案，而对敌方则是绝对的机密。所谓“伪随机”，就是“假”的随机，其实是有规律性可循的，但当敌方不知跳频图案时，就很难猜出其跳频的规律来。 图1-1所示为一个跳频图案。图中横轴为时间，纵轴为频率。这个时间与频率的平面叫作时频域。也可将这个时频域看作一个棋盘，横轴上的时间段与纵轴上的频率段构成了棋盘格子。阴影线代表所布棋子的方案，就是跳频图案；它表明什么时间采用什么频率进行通信，时间不同频率也不同。 图1-1 图1-1中所示为一跳频图案，它是在一个时间段内传送一个或多个比特信息。通常称此时间段叫跳频的驻留时间，称频率段为信道带宽。
在时频域这个“模盘”上的一种布子方案就是一个跳频图案。当通信收发双方的跳频图案完全一致时，就可以建立跳频通信了。图1-2所示就是建立跳频 通信的示意图 图1-2 其中t表示时间，s表示空间，f表示频率。当收、发双方在空间上相距一定距离时，只要时频域上的跳频图案完全相重合，就表示收、发双方同步跳频地进行通信。 1.2跳频图案与跳频频率表 跳频图案是由跳频指令控制频率合成器所产生的频率序列。跳频系统中，跳 频带宽和可供跳变的频率（频道）数目都是预先定好的。 比如说，跳频带宽为5MHz跳频频率的数目是64个，频道间隔是25kHz。这样，在5MHz带宽内可供选用的频道数远大于64个，那么你怎样选择出64个频率来呢？这就是所谓的跳频频率表。 根据电波传播条件、电磁环境条件以及敌方干扰的条件等因素来制定一张或 几张具有64个频率的频率表，即fl，f2，…f64，另一张可以是fl '，f2 '，… f64 '。如果采用fl , f2，…f64这张频率表，那么跳频指令发生器则是根据这张频率表向频率合成器发出指令进行跳频的。那么又怎样在这64个频率中做到
中国古代纹样的变迁 我国是一个有着数千年文化传统的艺术大国,装饰纹样伴随着人类的诞生而出现,在我国有着悠久的历史和恢宏的成就。我国传统装饰纹样千变万化、绚丽多彩。因其附着载体的不同从而产生了陶器纹样、青铜纹样、织绣纹样、玉器纹样等;因其装饰内容的不同又可分为动物纹样、人物纹样、植物纹样、生活场景纹样等;按其装饰手法又可将其分为抽象纹样、具象纹样等。从历史和文化的发展角度来看,它大概经历了一个从简洁抽象到繁缛,从狰狞严肃到活泼和生活化,从简单的动物植物到寓意丰富的装饰吉祥纹样占居主流这样一个历史发展演化的脉络。 早在几千年前的陶器时代,先民们就开始运用图案来装饰自己的生活,利用装饰语言来表达对美的追求和美好生活的向往。彩陶是我国古代工艺美术中一种卓越的创造。它的图案组织和表现手法的出色成就在装饰艺术领域中放射着灿烂的光彩。从彩陶图案整体看，是以丰富多彩的集合图案为主体，但也有山纹、花瓣纹。 几何印纹陶的制作，有手制、模制和轮制集中，几何形花纹常见的有水浪纹、米字纹、回纹、方格纹、编织纹、绳纹等十种。这些几何纹连续反复，系那个成了一种规律的图案美。所以被誉为是最优秀的东方沿海的古代文化。 商代青铜器的装饰花纹，多流行想象的动物纹。例如，饕餮纹、夔纹、龙纹、凤纹等。其主纹常见的饕餮纹，多饰在器物的显要部位。龙纹是我国装饰纹样中应用最久的一种，最早见于青铜器。商代青铜器的图案纹样以单独适合纹样为主，多采用对称的格式。尚待装饰多采用主纹和地纹的结合。后期出现了三层刻画，即除主纹和地纹外，还在较粗的花纹或主体花纹上，再勾刻以细线。 周代纹样打破了商代一直线为主的特点，也打破了对称的格式，一般都组成形，但又未完全摆脱直线的雏形，因此形成直中有圆、圆中有方的特点，窃曲纹就是代表性的一种。周代盛行鸟纹，环带纹应用也较多。另外，还有重环纹、瓦纹等。周代的装饰特色是不用地纹，装饰画纹中，在商代成为主体花纹的饕餮纹已退居次要地位；装饰格式御用二房连续的带状纹样以取代商代的单独适合对称形式。周代早期的装饰大体与商代相似，而后期才形成自己的特点，趋于质朴的风格。 春秋战国时期，装饰纹样中最主要的是蟠螭纹，后期则流行蟠虺纹。到了战国后期，出现了一些反映现实生活题材的纹样，例如宴乐渔猎攻战纹、水陆攻战纹。 规矩镜在汉镜的发张中，是流行时间最长的一种。在这类痛经山，一般有用青龙、白虎、
图案设计 图案设计的表现方法有很多，根据表现形式、计法、材料、肌理的不同、可以归纳出以下一些方法。了解、熟悉和掌握这些处理方法，才能在设计制作过程中发挥其表现力、使图案设计获得好的结果。 一、以形式为主的表现方法 ⒈黑、白构成法 此法通常是指在装饰图案的设计中运用平面构成的造型因素来表现的方法，有以黑白色块转换的形式．有以线为主的形式，有以点为主的表现形式等。总之是利用点、线、面等造型元素使图案更丰富、更具形式美感和现代气息。 2色彩透叠法 这种表现方法会使画面丰富而梦幻、浪漫而传奇。 二、以技法为主的表现方法 1平涂法 此法是运用水粉色均匀地涂在纹样的形象上．使形象整洁、单纯、直观、醒目，是最为常用的表现方法。 2晕染法 此法又称渲染法．主要用来描绘图案形象明暗、冷暖或纯灰层次中间的，它能使画面柔和、滋润。 3 退晕法 把物象的深浅变化分出若干个明显的色阶，山内到外不断变化，其色阶的变化可以是明度色阶，也可以是色相变化。 4 接染法 接染法是种颜色有深浅、浓淡变化的画法，类似工笔工笔重彩中的接染法，方法是在需要着色的部位两边，用两枝蘸有不同颜色的毛笔从两边向中间涂色相接，使两种未干的颜色相互渗化，自然衔接。 心理因素，在于入对自然界客观事物的长期接触和认识．积累了生活的经验，由色彩产生了一定的联想，由之联想到有关事物产生的冷暖感觉，如：红色使人想到太阳，使人感到温暖或灼热；由蓝色联想到水与天空而产生寒冷感等，所以我们可以说；色彩冷暖的产生是客观外界冷暖概念在视觉上的心理反映，在色环上，由于红黄色有热烈、兴奋的感觉，我们便把红、黄
系统的色彩称为暖色调，蓝色看上去有寒冷、沉静的感觉，我们就称之为冷色调。
《图案基础》教案：第十二课风景图案 2009-09-25 14:17:38| 分类：设计图案|字号订阅 ［教学目的与要求］ 要求学生了解分析风景图案的形象变化；学习风景图案的构图；掌握风景图案的处理手法。 风景图案的处理手法 ［教学难点］ 风景图案的构图 ［教具］ 挂图、课件 ［授课内容］ 一、风景图案的形象变化 风景图案从内容上看比较庞杂，山石草木、车船建筑、日月星辰、江河云雾等，都可纳入风景图案的表现范围，既可表现宏大的场景，也可描绘局部小景。因此，风景图案首先应从组成内容的形象变化人手，将构成风景的个体景物形象运用图案化语言进行表现。 风景图案的形象内容可分为两大类。 自然景物包括山、石、云、水，树等，这些自然景物形象丰富、结构复杂、变化多样，重点要将它们进行秩序化的归纳、整理和修饰。 山石的变化着重外形的概括性和脉络的条理性处理。外形可有方、圆、尖角等多种形态的变化；脉络则表现为线条的曲直、粗细，疏密排列，并可进行纹理的添加装饰。
云水大多处于运动的状态中，外形游移不定．但它们的运动是具有一定节奏和规律的。云水的变化可采用一组形的态的重复排列或相似组合，表现一种连绵反复的韵律美。
树的变化与植物花卉的装饰手法基本相同，追求外形的归纳与简括，动态的对称与均衡枝叶的条理化以及适当的纹饰添加处理。树的形态比较复杂．因此在造型设计上需要更高程度的概括。
人造景物包括亭台楼阁、车船路桥等。人造景物是经过人类精心设计、建造而成，本身已具有较完美的形式。在图案表现中只需在结构透视等方面进行简化处理，在造型上进一步夸张、美化，并注意与自然景物相结台，使其更富于生命活力。 二、风景图案的构图 要画好一幅风景图案．首先要有一个适宜的构图。风景图案的素材可以通过写生或摄影来收集，但风景图案的构图形式与风景绘画摄影有所不同．在表现的视点和角度以及组织结构上，比较自由灵活，并有独特的程式化格式。 一）多视点景物组合构图 这种构图方式类似于中国山水画中的散点透视法，把不同视点，不同视角所看到的景物有机地组台在一起，打破正常的空间顺序和结构关系。在画面中景物的比例透视，前后关系都可以根据需要任意安排，甚至可出现近小远大，近短远长的反向透视，景物仍能保持较明显的立体效果，这种构图形式尤其适用于建筑物的表现，可将其各个层面充分展示，有很强的形式感。
1 跳频图案的产生 什么是跳频图案 为了不让敌方知道我们通信使用的频率，需要经常改变载波频率，即“打一枪换一个地方”似地对载波频率进行跳变，跳频通信中载波频率改变的规律，叫作跳频图案。 通常我们希望频率跳变的规律不被敌方所识破，所以需要随机地改变以至无规律可循才好。但是若真的无规律可循的话，通信的双方(或友军)也将失去联系而不能建立通信。因此，常采用伪随机改变的跳频图案。 只有通信的双方才知道此跳频图案，而对敌方则是绝对的机密。所谓“伪随机”，就是“假”的随机，其实是有规律性可循的，但当敌方不知跳频图案时，就很难猜出其跳频的规律来。 图1－1所示为一个跳频图案。图中横轴为时间，纵轴为频率。这个时间与频率的平面叫作时频域。也可将这个时频域看作一个棋盘，横轴上的时间段与纵轴上的频率段构成了棋盘格子。阴影线代表所布棋子的方案，就是跳频图案；它表明什么时间采用什么频率进行通信，时间不同频率也不同。 图1－1
图1－1中所示为一跳频图案，它是在一个时间段内传送一个或多个比特信息。通常称此时间段叫跳频的驻留时间，称频率段为信道带宽。 在时频域这个“模盘”上的一种布子方案就是一个跳频图案。当通信收发双方的跳频图案完全一致时，就可以建立跳频通信了。图1－2所示就是建立跳频通信的示意图。 图1－2 其中t表示时间，s表示空间，f表示频率。当收、发双方在空间上相距一定距离时，只要时频域上的跳频图案完全相重合，就表示收、发双方同步跳频地进行通信。 跳频图案与跳频频率表 跳频图案是由跳频指令控制频率合成器所产生的频率序列。跳频系统中，跳频带宽和可供跳变的频率(频道)数目都是预先定好的。
原始绘画中纹样变化的图像对比 原始时期的绘画，主要包括三个主要方面：陶器上的装饰性绘画、岩画和地画。任意的一种绘画形式都将原始绘画中的纹样变化生动地表现出来。下面，将对陶器上的原始绘画的纹样变化进行图像对比，以展现原始绘画中的纹样变化。 在我看来，不管陶器纹饰包含着多么深奥、复杂的观念、内容，它总是当时社会发展和劳动生活的反映，因为任何观念意识都是在现实的土壤上产生的。在历代图案和图画中，都或隐或显地折射出当时社会风貌的基调和时代的主要精神。 一、鸟纹的图像变化 这是鸟纹的变化。 （1）早期，以自然形的鸟纹为主，鸟纹为影像式。如第二幅图中，鸟嘴叼着一条大鱼，鸟眼圆睁有神。在鹳鸟的前方,画着一把立置的长斧，斧柄上绘着X状标号，可能是象征着权威的器物。这幅画的表现技法较为丰富，白鹳用没骨法画成，鹳眼、鱼和长斧的轮廓用黑线画出。笔法多变，苍劲有力。鹳鸟形象比例准确，神态生动。这幅鹳鸟含鱼图是原始社会绘画的杰作。 （2）中期，从出土的古代文物上来看，出现了变形鸟纹。殷墟时期已有鸟纹作为主要纹饰。其中可归纳的纹饰特点为商代鸟纹多短尾，西周鸟纹多长尾高冠。 （3）后期，之鸟纹特点为：小头，长颈，钩嘴，鸟头顶部有一短的钩形翎或较长的十字形翎；鸟身及鸟尾均较长，鸟身略细，鸟足稍呈钩状；鸟尾呈枝状琢刻，以有一主干，其上分出些许勾卷的尾叉，鸟尾无细致的羽毛刻画。 二、鱼纹的图像变化 这是鱼纹的变化。半坡类型文化的彩陶上有较多的动物图像，其中最有代表性的花纹是鱼类纹，数量最多，并贯串于半坡类型文化的始终。半坡早期彩陶上鱼类纹的形象较写实，常见的是单独的鱼纹，多为平展的侧面形象，以直线造型，比例虽较准确，然略显平板。原始时期也有许多鱼纹的图像。 变化：（1）早期的手法：①为黑色影像，突出鱼的外廓形象；②用线勾出鱼的各部分，并结合运